Quặng Photphorit là gì? Thành phần chính của quặng Photphorit

Chu Văn An

Quặng photphorit là một phần quan trọng của sản xuất nông nghiệp và công nghiệp. Vậy quặng Phosphorite là gì và nó có ứng dụng như thế nào vào đời sống con người? Hãy cùng Trường Chu Văn An khám phá trong bài viết dưới đây nhé.

1. Quặng photphorit là gì?

Quặng photphorit là một loại đá chứa nhiều khoáng chất canxi photphat. Đá trầm tích này có khoáng chất thuộc nhóm apatit chiếm 33 – 50% ở dạng vi tinh thể hoặc xung. Vì vậy, nó còn được gọi là quặng photphat trầm tích.

Quặng photphorit có công thức hóa học đầy đủ Ca3(PO4)2.

Ca3(PO4)2 là công thức hóa học của quặng Phosphorit

2. Thành phần chính của quặng Phosphorit

Quặng photphorit chứa khoáng vật apatit. Tuy nhiên, hàm lượng khoáng chất không giống nhau mà có sự khác biệt. Tùy theo hàm lượng apatit sẽ được chia thành quặng Phosphorite hoặc Apatit.

Đặc biệt, quặng Phosphorite có thành phần không thể thiếu đó là P2O5. Tùy thuộc vào tính chất khoáng chất trong đá hoặc từng loại quặng Phosphorite cụ thể mà thành phần của quặng sẽ khác nhau. Thông thường P2O5 có hàm lượng tối thiểu từ 12 – 18%. Nếu áp dụng công nghệ sản xuất phù hợp thì nội dung này có thể thay đổi theo nhu cầu.

Tùy theo hàm lượng Apatit mà người ta chia thành quặng Phosphorite hoặc Apatit

Không chỉ xuất hiện trong đá trầm tích, quặng Phosphorit còn được hình thành do sự biến đổi fluoroapatite với fluoroapatite cacbonat. Ngoài ra, quá trình này còn liên quan đến sự thay thế đẳng hình giữa CO2-3 cho PO3-4.

Trong quặng Phosphorite có thể diễn ra quá trình biến đổi các hợp chất hóa học. Ví dụ, Na+ thay thế Ca2+, OH- thay thế F-, v.v. Sự thay đổi này có thể gây ra những thay đổi đáng kể làm tăng kích thước độ hòa tan trong axit và giảm kích thước của tinh thể khoáng photphat.

3. Ứng dụng quặng Phosphorit

Quặng photphorit chủ yếu được cấu tạo từ P. Chúng tồn tại dưới dạng các vỉa hoặc nốt sần trong đá trầm tích. Vì vậy, ứng dụng phổ biến của loại quặng đó là làm phân lân.

Thông qua một số kỹ thuật chuyên biệt, quặng Phosphorite còn được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Bao gồm:

• Ứng dụng trong xử lý hóa học thông qua quặng có tỷ lệ tạp chất nhất định bằng cách trộn quặng nghèo với quặng giàu apatit.
• Sử dụng vi sinh vật trong hợp chất photpho của quặng để phân hủy một số chất.
• Tùy theo yêu cầu tiêu chuẩn và chất lượng quặng mà có thể áp dụng vào nhiều mục đích mở rộng khác nhau. Ví dụ, sản xuất axit photphoric chiết xuất từ ​​​​quặng giàu apatit, sản xuất monocanxi photphat từ axit photphoric.

Ngay cả quặng apatit nghèo hay giàu đều được tận dụng để tối ưu hóa hiệu quả kinh tế. Điều này sẽ giúp ích rất nhiều cho ngành sản xuất nông nghiệp khi quặng tự nhiên ngày càng khan hiếm.

Quặng photphorit được ứng dụng rộng rãi trong đời sống

4. Bài tập về quặng Phosphorit

Sau khi đã hiểu quặng Phosphorite là gì chúng ta cùng tham khảo một số bài tập liên quan dưới đây:

Bài 1: Sản xuất supe lân đơn giản, hàm lượng 20,52% bằng cách cho quặng Phosphorit phản ứng với dung dịch axit sunfuric đậm đặc. (Trong đó tạp chất không chứa phốt pho). Cũng với loại quặng trên phản ứng với axit photphoric để điều chế phân supe lân kép có hàm lượng gì?

Làm

Phản ứng quặng photphorit với axit sunfuric đậm đặc thu được phương trình phản ứng sau: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4

Dựa vào phương trình phản ứng, cân bằng mol như sau:

nP2O5 = nCa3(SO4)2 = 1 và nH2SO4 = 2

Vậy m supe lân đơn giản = 1,142/20,52% = 692 gam

Khi đó m axit sunfuric đậm đặc = (2,2 + 31 + 16,4).2 = 196 gam

Quặng photphorit = 692 – 196 = 496 gram

Ta có phương trình phản ứng với axit photphoric để điều chế supe lân kép như sau: Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2

Vậy m super lân kép = 496 + (1,3 + 31 + 16,4).4

= 496 + 98,4 = 888 gam

Tỷ lệ dinh dưỡng của phân supe lân kép là

3.(40 + 1,2 + 31 + 16,4)/888 = 3.142/888 = 47,97%

Bài 2: Để điều chế được 1,56 tấn sufephosphate kép chứa 75% canxihydrophotphat hiệu suất 80% thì khối lượng quặng photphorit chứa 77,5% Ca3(HPO4)2 là bao nhiêu?

Giải pháp

Ta có phương trình phản ứng: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 2H3PO4 + 3CaSO4

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2

Số mol Ca3(PO4) là 1/3. Theo định luật bảo toàn khối lượng, số mol của Ca(H2PO4), H2SO4, Ca3(PO4)2 lần lượt là 0,5mol, 2/3mol và 0,5/3mol.

Theo phương trình, khối lượng quặng photphotit là:

310,1/3 + 310,0,5/3 = 1,55 tấn

Tuy nhiên hiệu suất phản ứng chỉ đạt 80%. Khối lượng quặng sẽ là: 1,55/0,8 = 1,9375 tấn.

Vậy khối lượng quặng photphorit chứa 77,5% Ca3(HPO4)2 là: 1,9375/0,775 = 2,5 tấn

Đáp số: 2,5 tấn

Bài tập 3: Cho m gam quặng photphorit phản ứng với axit sunfuric đậm đặc. Trong đó 7% là tạp chất trơ nhưng không chứa lân để tạo thành supe lân đơn giản. Vậy phần trăm supe lân đơn giản sau phản ứng là bao nhiêu?

Giải pháp

Phương trình phản ứng

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

Ca(H2PO4)2 → P2O5

Gọi m quặng = 100 gram

Khi đó m Ca3(PO4)2 = 93 gam → n Ca3(PO4)2 = 0,3 mol

→ n CaSO4 = 0,6 mol, n Ca(H2PO4)2 = 0,3 mol, n H2SO4 = 0,6 mol

n Ca(H2PO4)2 = n P2O5 = 0,3 mol

→ m P2O5 = 42,6 gam

→ Tỷ lệ supe lân đơn sau phản ứng là 42,6/(100 + 0,6,98) = 26,8%

Hy vọng những chia sẻ trên sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về quặng Phosphorite là gì và những ứng dụng của nó trong cuộc sống. Nếu bạn muốn tìm hiểu kỹ hơn về loại quặng này, vui lòng liên hệ Trường Chu Văn An theo số HOTLINE để được giải đáp tận tình.